중합체 전구체를 이용한 튜브형 세라믹 구조의 제조

전문가 제언

○ 히터나 히터모듈과 같은 반도체 공정용 확산 가마 장비에는 면적 이용도를 높이고 공간효율을 높이기 위해 튜브 형 탄화규소 발열체 및 발열 모듈을 개발하여 왔다. 그러나 튜브 형 세라믹스를 분리막이나 촉매로 사용하기 위해서는 다공질 튜브 형 세라믹 구조가 필요하다.

○ 본고에서는 기공률이 높으면서도 굽힘 강도가 큰 튜브 형 세라믹스를 제조하기 위해 각종 크기 및 모양의 기공유도 중합체(porogen)를 중합체인 전구체에 혼합하고 몰드에서 성형한 후 신중한 열처리를 통해 잔류 탄소가 없도록 하여 시편을 제조하였다. 이들 열처리한 시편에 대한 밀도, 기공률, 지름방향 굽힘 강도 및 투과도를 통해 기공형상이 잘 유지되고 투과성을 조절할 수 있는 다공질 튜브 형 세라믹스의 제조조건들을 검토하였다.

○ 2000년 이전에는 메탄가스와이산화탄소의 혼합가스 등을 분리하기 위한 수단으로 튜브 형 세라믹스와 다공질 뚜껑을 갖는 가스분리장치 등이 연구되어 왔으나 2009년에는 일본의 AIST에서는 고성능 튜브 형 마이크로 SOFC의 제조기술을 발전시켜 전해질의 박막화(20→3㎛)와 고도의 전극구조의 제어를 가능케 하는 기술이 개발되었다. SOFC의 전극저항은 연료극의 기공률에 크게 영향을 받아 기공률 54%에서는 전기 저항률이 1/30까지 줄었다고 한다. 또 내마모성이 강해 일정한 동작특성을 확보할 수 있는 stator 및 이를 이용한 세라믹 튜브 형 초음파 모터를 삼성전기에서 개발하였다.

○ 견고한 다공질 구조를 포로겐을 이용하는 방법들이 각 분야에서 사용되고 있다. 기공형성 후 포로겐을 제거하는 방법은 고온에서 휘발시키는 법, 전자 빔을 이용한 포로겐 분자들의 파괴, UV curing 등이 있다.

노벨러스에서는 다중 파장의 자외선 열처리기술(UVTP)을 개발 초저유전상수 막에서 포로겐을 제거하여 반도체 공정 소자성능을 향상시켰다.

○ KAIST에서는 벌집구조 제올라이트(지름 3.5-0.55nm)를, UNIST에서는 나노 다공성 금속산화물을 포로겐을 이용하여 제조하였다. 따라서 포로겐을 이용한 각종 다공질 물질의 제조기술을 발전시켜 나가야 한다.

저자

Thomas Konegger, Thomas Prochaska, Richard Obmann

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

124(10)

잡지명

J. of Ceramic Society Japan

과학기술
표준분류

재료

페이지

1030~1034

분석자

김*호

분석물

• 중합체 전구체를 이용한 튜브형 세라믹 구조의 제조.pdf [526,661 byte]

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